微晶硅应变计压力传感器的研制

本文介绍了n型微晶硅应变计传感器的研制工作。从应变计的灵敏系数K=-30.5和灵敏系数的温度系数α_k=-0.08%℃~(-1)等主要参数可以看到:用微晶硅制作的应变计,灵敏系数高,温度特性和线性度好,是传感器领域里很有希望的一种新器件。     

集成数字式压力仪的研制

作者采用了最新集成压力传感器,配上(3 1/2)位A/D转换器芯片及有关电子线路,构成了集成数字式压力仪。该仪器简单可靠,使用方便。1985年,在浙江省的计量研究所新农电子仪器厂,分别进行标定和鉴定,现已生产。本文将有关仪器原理,线路以及传感器特性做一简要介绍。     

Al2O3陶瓷动态力学性能的实验研究

采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷的动态力学性能进行了研究,得到了材料在较高应变率范围内的动态应力应变曲线.结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系;在较高的应变率范围内,陶瓷材料的动态应力应变关系是与应变率相关的;材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大.由实验结果拟合得到了材料的动态本构方程.     

在线测量Sn-3.5Ag焊点蠕变的电阻应变

以焊料(Sn-3.5Ag)在薄铜基片之间制作截面积约为1 mm2,厚度分别为0.42 mm 和0.10 mm 的试样(其面积与电子封装中的无铅焊点面积大体相同)为对象,利用特制的电子测试系统实时、在线测量试样焊点的微电阻及其剪切应力,并通过串行接口将相关数据传输至计算机.数据经计算机处理后,拟合成实时微电阻和测试时间的关系曲线.基于经典的Griffith 断裂模型,建立一个简易数学模型,从理论上论证电阻应变与焊点机械蠕变裂纹之间的关系.研究结果表明该关系曲线反映焊点的裂纹连续生长、蠕变失效过程,变化趋势与经典结果吻合;在24 MPa 应力作用下,厚度为0.42 mm 的试样最大电阻应变为0.18,最大电阻应变率为2.2×10-3 s-1;在25 MPa应力作用下,厚度为0.10 mm 试样的最大电阻应变为0.036,最大电阻应变率为3.5×10-3 s-1,实验持续时间较厚度为0.42 mm 的试样短.     

光纤布拉格光栅渗压传感器设计

为实现对尾矿库的安全渗压实时监测,设计了一种波纹膜片结构封装的光纤布拉格光栅渗压传感器,通过材料及温度光栅双温度补偿,剔除了环境温度的影响。实测结果表明,该光纤光栅传感器量程为0~20 k Pa,压力灵敏度为27.8 pm/k Pa,线性拟合度达到0.999 99,适用于液位小范围变化的高精度检测。在尾矿库浸润线检测中的应用表明,传感器精度高,重复性好。     

用于压力、温度测量的光纤传感器

为解决压力传感器的温度稳定性问题 ,设计一种压力温度双参量光纤传感器 ,并在理论上分析了从一个敏感晶体上分离出温度压力两种信息的可能性。传感器以石英晶体作为敏感元件 ,通过合理安排传感头中各部件 ,只需一个敏感元件就可同时输出两路信号 :一路是弹光效应引起的压力信号 ;另一路是石英晶体旋光效应的信号。由于旋光效应与温度有关 ,旋光效应的信号可用来反映传感头光路上的温度。文中给出了实验装置 ,实验结果与理论相符。结果显示 :在 90℃温度范围内压力的精度可达 0 .1 %,温度的精度为± 1℃ ,已能满足石油计量的要求     

油管传感器式汽车行驶称重仪的技术实现

为有效扼制日益严重的汽车超载现象,研制出了一种新型便携式汽车行驶称重仪．创新使用高压橡胶油管作为称重传感器的敏感元件,对其静态特性进行标定试验,将汽车压过油管时产生的压力变化进行交直流偶合,对量程进行模糊识别,提取出波形信号的特征参数,采用三层BP神经网络进行数据处理,利用Visual Basic编制用户界面及计算程序,可测量汽车的载荷、速度和轴距,配上摄像头能记录所测汽车的车牌号．经试验验证,仪器达到了一定的精度等级要求,为高、中级路面的汽车超载检测及稽查提供了一种经济有效的手段．     

一种活塞环径向压力分布函数的研究

基于现代活塞环的设计方法,讨论了一种非仅由余弦函数构成的活塞环径向压力分布函数表达式,分析了该表达式的特性及其优点,并与Arnold径向压力分布函数表达式进行了比较.结果表明,后者仅为前者的一个特例,前者形式上更为简洁普遍,其系数仅是压比和平均压力的函数,更适合于活塞环的设计与计算.     

光纤布拉格光栅压力传感器的研究

简要介绍了光纤布拉格光栅的传感原理,理论分析了弹性元件平膜片的受压变形规则,并将光纤布拉格光栅粘贴在自行设计的不锈钢平膜片上,构成了基于膜片的光纤布拉格光栅压力传感器,给出了光纤布拉格光栅的布拉格波长偏移量与压力的关系表达式。实验结果表明,光纤布拉格光栅压力灵敏度系数达到2.9pm/kPa,与理论分析值基本相符.另外,传感器在所测压力范围内呈现出很好的线性特性、重复性,适合于易燃易爆场合的压力测量。     

石英压力传感器石英材料的加工工艺

提出了石英压力传感器中石英膜片的化学加工方法，从选材、原理及工艺设计、关键加工步骤及过程控制方法等方面进行了研究，并通过相关制作与实验证明该种加工工艺方法简单，具有一定的实用性。     

基于神经网络的光纤光栅压力传感器的温度补偿

针对光纤光栅自身对温度和应变的交叉敏感性,以及光纤光栅压力传感器的输出受环境温度影响很大且不易消除的问题,以聚合物封装的光纤光栅传感器为例,提出了用BP神经网络实现光纤光栅压力传感器温度补偿的方法,解决了传感器输出特性的非线性校正的问题．通过Matlab仿真结果显示,系统最大测量误差由1915％降低到4．26％;实验证明该方法可以有效地减少温度对光纤光栅压力传感器测量精度的影响．     

MEMS光纤压力传感器压力膜片的仿真与分析

阐述了一种使用周边固定的圆形膜片的反射式强度调制型MEMS光纤压力传感器的工作原理,在现有外界压力下的膜片应力、应变及固有频率公式的基础上,推导了膜片应力、应变和固有频率三者随传感器尺度变化的一般规律.利用有限元分析软件ANSYS对推演出的规律仿真模拟和分析,验证了此规律的正确性和普适性,同时修正分析模型,总结了理论公式与实际应用之间的联系与区别.     

差压传感器的非线性对空气相对压力系数的影响研究

差压传感器测空气相对压力系数是大学物理实验中唯一一个热学实验。通过对空气相对压力系数的验证,可以让学生加深对气体状态方程的理解,同时学习差压传感器的工作原理及测量方法。抽取真空时,传感器会出现满量程或超出量程的情况,使显示出的电压值与实际气压值之间的关系呈现非线性,导致换算出的气压值与真实值存在偏差,从而给测定出的空气相对压力系数带来误差。通过大量实验,测定了非线性给实验带来的系统误差,同时推导出补偿公式,对测得的空气相对压力系数进行了修正。     

A field-emission pressure sensor of nano-crystalline silicon film

The prototype of a field-emission pressure sensor with a novel structure based on the quantum tunnel effect is designed and manufactured, where a cathode emitter array is fabricated on the same silicon plate as the sensible film. For an integrated structure, not only the alignment and vacuum bonding between the anode and cathode are easy to be realized, but also a fine sensibility is guaranteed. For example, the measured current density emitted from the effective area of the sensor can reach 53.5 A/m2 when the exterior electric field is 5.6 x 105 V/m. Furthermore, it is demonstrated by finite element method simulation that the reduction in sensor sensitivity caused by emitters on the sensible film is negligible. The difference between the maximum deflections of the sensible films with and without emitters under specified pressure is less than 0.4 %. Therefore, it can be concluded that the novel field-emission sensor structure is reasonable.